כאשר גופים נתונים לשינוי בטמפרטורה הם לְהִתְרַחֵבכלומר הם סובלים מעלייה או ירידה בממדיהם. ראוי לציין כי וריאציה זו קטנה מאוד, ולעתים קרובות היא אינה מורגשת בעין בלתי מזוינת, ובכך נדרשת ציוד, כגון מיקרוסקופ, בכדי שיוכל לדמיין אותה.
גופים מתרחבים כאשר הטמפרטורה שלהם עולה. ידוע שכאשר יש שונות בטמפרטורת הגוף, האטומים שמרכיבים אותו נסערים יותר, וכך המרחק הממוצע ביניהם גדל. לכן, הגוף זוכה לממדים חדשים, כלומר הוא מתרחב. באופן כללי, כל הגופים מתנפחים לאחר שחומם ומתכווצים לאחר שהטמפרטורה שלהם מופחתת.
התרחבות לינארית היא זו שיש בה שונות רק במימד אחד, כלומר באורך החומר. דמיין את המצב הבא: מוט מתכת באורך Lאני בטמפרטורה tאני, מחומם לטמפרטורה מסוימת tf. מה שניתן לראות הוא שהבר, לאחר החימום, כבר אינו באותו אורך, כלומר הוא עבר וריאציה בממד שלו, באורכו, הוא התרחב. תראה:
איפה ΔL = Lf לאני הוא הווריאציה באורך, כלומר ההתפשטות הליניארית של המוט. ו- Δt = tf - tאני הוא וריאציית הטמפרטורה של המוט. באופן ניסיוני מתברר כי:
- האורך הראשוני (Lאני) פרופורציונלית לטמפרטורה ההתחלתית (tאני);
- האורך הסופי (Lf) פרופורציונלית לטמפרטורה הסופית (t
- התרחבות לינארית תלויה בחומר המרכיב את המוט.
באמצעות ממצאים אלה נקבעה המשוואה הבאה להתפשטות ליניארית של הגופים: ΔL = Lאניα t, שם α נקרא מקדם התרחבות לינארי, הוא מאפיין מתמיד של החומר המרכיב את הגוף. לדוגמא, עבור אלומיניום יש לנו α = 0.000023 לכל צלזיוס (או ° צלזיוס)-1), המשמעות היא שאלומיניום מתרחב 23 מיליוניה מאורכו בכל 1 מעלות צלזיוס הטמפרטורה שלה, כלומר התרחבות קטנה מאוד שאפשר לראות רק בה מִיקרוֹסקוֹפּ.
מאת מרקו אורליו דה סילבה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm